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La solución uruguaya con computación cuántica que encantó a fabricante de aviones

Investigadores de la Universidad de Montevideo llegaron a la final de un concurso de Airbus por desarrollar un algoritmo que busca optimizar la carga de un avión

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15 de octubre de 2020 a las 05:02

Uno de los problemas que tienen las aerolíneas es utilizar de la mejor forma posible el espacio de una bodega de avión. El fabricante Airbus busca nuevas formas de crearlos aprovechando la última tecnología. Una de ellas es la computación cuántica. Entonces, lanzó un concurso mundial el año pasado que hace pocos días dio a los cinco finalistas. Entre ellos, está un grupo de investigadores uruguayos de la Universidad de Montevideo (UM).

"Con las computadoras tradicionales acercándose gradualmente a sus límites, la computadora cuántica promete ofrecer un nuevo nivel de poder computacional. Como usuario activo de soluciones informáticas avanzadas, Airbus está a la vanguardia de un cambio de paradigma en el mundo de la tecnología que explora cómo la informática cuántica podría resolver cuestiones clave para la industria aeroespacial y modificar para siempre la forma en que se construyen y vuelan los aviones", dice la compañía.

El objetivo de Airbus  es desafiar a investigadores y entusiastas del área para unir fuerzas en este campo. Ellos plantearon cinco problemas distintos de física de vuelo, de diseño de las aeronaves, todos con diversos grados de complejidad. 

"La computación cuántica es el futuro", dijo a Cromo Rafael Sotelo, uno de los investigadores que trabaja en el tema. "La computación cuántica es buena para aquello que requiere solucionar problemas que requiere combinaciones de distintas variables", comentó.

Con esta tecnología es posible realizar operaciones de manera mucho más rápida y veloz, de manera más optimizada. Para ello se requieren investigadores que la entiendan y la sepan utilizar.

De izquierda a derecha: Rafael Sotelo, Gerardo Beltrame, Martín Machín, Laura Gatti, Ignacio Méndez, Maximiliano Stock, Joaquín Fernández, Diego Gibert, Juan Diego Orihuela y José Pedro Algorta.

El caso

Uno de los problemas que presentó Airbus en la competencia es cómo optimizar la bodega del avión para transportar la mayor cantidad de contenedores. 

El grupo uruguayo, integrado por ingenieros industriales, telemáticos, civiles e informáticos, trabajó desde marzo a octubre del año pasado buscando un algoritmo que permitiera ayudar a aproximarse a la solución.  

Martín Machín, uno de los miembros de este grupo, dijo al sitio web de la UM que revisaron mucha bibliografía científica para aprender más sobre este tema. Y "en las reuniones fuimos mejorando las habilidades de programación en la plataforma Qiskit de IBM, entendiendo los operadores cuánticos, trabajando con las ecuaciones, buscando adaptar los modelos al problema, desarrollar el software y probarlo".

Para entender cómo se aplica la computación cuántica en este proyecto, los investigadores pensaron en cómo lograr que en una bodega con capacidad para 40 lugares, la aerolínea tuviera 60 contenedores para colocar (la cual adentro tiene valijas y otras mercancías). Uno de los desafíos que tenían era cómo lograr la mejor disposición de esos contenedores para aprovechar todo el espacio posible de manera uniforme.

Esta variable debía mezclarse con otra muy importante: determinar cuál es el centro de gravedad de la aeronave. Este dato es clave para garantizar la seguridad de los pasajeros y que el vehículo pueda volar los cielos sin inconvenientes. "La computación cuántica permite resolver esto en muchos menos pasos que la computación clásico", señaló Sotelo. 

El desafío también contemplaba otro tema: "Presentar nuestra visión de cuál sería el momento en que las tecnologías para abordar estos problemas estarían disponibles, para lo cual analizamos nuestros algoritmos y las necesidades de hardware según distintas magnitudes del problema", dijo Machín a la UM en una entrevista. "Vimos qué se puede resolver con las computadoras actuales y consultamos con los principales proveedores globales sobre sus planes futuros y disponibilidad de nuevas capacidades en el tiempo", agregó.

El resumen del proyecto señala: "En la medida que aumenta el número de bultos a transportar, aumenta el número de combinaciones posibles".

La distinción

Los uruguayos clasificaron a una ronda final en la que se definirá cuál es el mejor equipo. 

Esto genera un vínculo con este fabricante para "mejorar la propuesta" a futuro de parte de los investigadores. "¿Quién sabe a dónde llegaremos el día de mañana?", agregó. 

Este tipo de logros permiten que Uruguay aparezca en el mapa de la computación cuántica, en un rubro en el que países del primer mundo invierten millones de dólares.

"Con esto, tratamos de mostrar que nuestro trabajo es de calidad (...) Demuestra que hay formación para llegar a este nivel", indicó. Sotelo.

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